催化原理与方法复习题目.

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1、2013级催化原理与方法复习题目1.简述催化研究的基本思路预研究的催化反应热力学分析；改进催化剂收集文献，了解有关研究信息；已有催化剂的优缺点。有目的的改进设计催化剂组分催化活性产生的原因活性组分，载体；理论分析，动力学分选择制备途径。析，中间产物检测制备催化剂催化剂表征反应器选择；活性评价。各种物理化学方法筛选催化剂考察影响催化剂的各种因素温度，压力，浓度，用量2.按催化剂作用机理，催化体系可以分为哪几类？试述它们的特点，并举例说明相关的反应。按反应机理中反应物被活化的起因，催化体系可以分为：①酸碱催化反应：反应物分子与催化剂之间发生电子对的转移而使反应物分子中化学键进行非均裂，从而形

2、成了活性物种。如：异构化、环化、水合、脱水、烷基化。②氧化还原催化反应：反应物分子与催化剂之间发生单电子的转移，而使反应物分子中化学键进行均裂，从而形成了活性物种。如：加氢反应、氧化还原。③配位催化反应：反应物分子与催化剂之间形成配位键而使反应物分子活化。如：乙烯聚合。3.催化剂通常包含几个部分？简述各自的作用。催化剂通常包含四个部分：主催化剂，共催化剂，助催化剂，载体。¶主催化剂：在催化剂中产生活性的组分，没有它催化剂就没有活性。¶共催化剂：和主催化剂同时起作用的成分。¶助催化剂：本身无活性或活性较小，但加入少量后，可大大提高催化剂的活性、选择性、寿命、稳定性等性能的物质。2013级催

3、化原理与方法复习题目¶载体：担载活性组分和助剂的物质。载体在催化剂中的作用：1.它决定催化剂的基本物理结构和性能，如孔结构，比表面，机械强度等；2.减小活性组分的用量，降低成本；3.提供附加活性中心；4.增加催化剂中活性组分的抗毒性能，延长寿命。4.按物质的类型来划分，催化剂可以分为哪几类？催化剂物质类型价键催化的反应举例过渡金属金属金属键氧化还原FeNiPt金属氧化物半导体离子键，共价键氧化还原V2O5CuO酸碱（固、液）绝缘体，半导体导电溶液离子键，共价键酸碱Al2O3HCl金属络合络合物配合物两者兼有TiCl3+AlR35.催化剂和催化作用的特征有哪些？①催化剂只能加速热力学上可以

4、进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应；②催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）；③催化剂对反应具有选择性；④通过改变反应历程，降低反应活化能。6.评价催化剂主要性能的指标？活性：高；选择性：高；寿命：长；价格：低。7.催化剂活性的表示方法有哪些？转换频率；反应速率；速率常数；转化率；活化能；达到某一转化率所需反应温度。8.什么是催化剂的失活？简述催化剂失活的原因。催化剂在实际使用过程中，其结构和组成等逐渐遭到破坏，从而催化剂活性或选择性逐渐降低，称为催化剂的失活。2013级催化原理与方法复习题目催化剂失活的原因：一是催化剂化学组成发生变化。例如，催化剂在反应

5、过程中，活性组分的化学物质发生了变化，活性组分的流失，以及中毒等。二是催化剂的结构发生了变化。例如，活性组分在载体上分散度的变化，活性组分烧结和再结晶，积碳、表面覆盖，孔隙被堵塞等。9.根据分子轨道理论，简要说明HF分子是如何成键的。依据分子轨道理论，成键时需要满足三个原则：对称性匹配原则，能量相近原则，最大重叠原则。其中，对称性匹配原则是首要原则。首先，与H原子的1s轨道相匹配的F原子轨道有1s，2s，2px。其次，依据能量相近原则，与H原子的1s轨道能量相近的为F原子2px轨道，二者再进行最大重叠，即形成HF的分子轨道。10.分别从配合物的价键理论和晶体场理论来解释[FeF6]3-的

6、磁性。¶价键理论：Fe3+的外层电子为3d5，而[FeF6]3-是由Fe3+离子的4s、4p、4d轨道，采用sp3d2杂化与6个F-离子以离子键结合形成的。因此，[FeF6]3-中有5个未成对电子，具有顺磁性。¶晶体场理论：中心原子Fe3+在周围配体的电场作用下，原来能量相同的5个d轨道发生分裂，其中2个轨道能量升高（记为eg），另外3个轨道能量下降（记为t2g）；由光谱化学序列可知，F-离子是弱场配体，配合物采取高自旋的方式，电子尽可能分占各个空轨道，即Fe3+外层的5个d电子分占了5个d轨道。因此，[FeF6]3-中有5个未成对电子，具有顺磁性。11.简述多相催化反应过程。①⑦界面层

7、外表面②⑥③④⑤①外扩散；②内扩散；③吸附；④反应；⑤脱附；⑥内扩散；⑦外扩散2013级催化原理与方法复习题目12.什么是化学吸附？它与物理吸附有何异同点？化学吸附：吸附后分子结构发生了变化，和化学反应一样有旧键的破坏和新键的生成。物理吸附：吸附后分子结构变化不大，和蒸气凝聚成液体的相变很相似。物理吸附与化学吸附的区别：物理吸附化学吸附作用力VanderWaals化学键力吸附热较小，比液化热稍大，决定于吸附质和吸附剂的物理性质；总是